انواع سازه ها
سازه جدید فوق سبک آماج دک
سازه جدید فوق سبک آماج دک
تفاوت دو سیستم اسکلت فلزی و اسکلت بتنی را به طور مختصر در چند حوضه بررسی و به صورت ساده بیان کنیم.
مقاومت در برابر زلزله
معمولاً این باور غلط وجود دارد که ساختمان اسکلت فلزی در برابر زلزله مقاوم تر است و یا برعکس. این ایده اصولاً اشتباه است بدین صورت که هم سیستم بتنی و سیستم فلزی را می توان برای مقاومت های مختلف طراحی نمود که هر دو نیز به صورت مورد نظر در زلزله عمل می کنند. در حقیقت عامل مهم طراحی صحیح سازه است. البته لازم به ذکر است که سیستم های اسکلت بتنی به دلیل افزایش وزن سازه در زلزله محتمل می شوند.
طول عمر
این واقعیت وجود دارد که سازه های بتنی دارای عمر طراحی هستند بدین مفهوم که یک سازه بتنی برای عمر معین طراحی می شود گرچه این عمر 50 یا 60 سال باشد. بتن با گذشت عمر دچار افت و خزش می شود که نهایتاً باعث تأثیر منفی در عملکرد سازه هنگام وقوع زلزله می شود. اما در سازه فلزی مشکل افت مقاومت با افزایش عمر وجود ندارد که این یک مزیت برای اسکلت فلزی محسوب می شود.
ارزش اسقاط
معمولاً در ساخت و سازهای رایج در کشور به مسئله اسقاط سازه کمتر توجه می شود بدین مفهوم که در زمان تخریب سازه ساختمان های فلزی دارای ارزش اسقاط به مراتب بالاتر و هزینه تخریب کمتر می باشند. که این نیز یک مزیت برای اسکلت فلزی محسوب می شود.
مقاومت در برابر آتش سوزی
مقاومت فولاد در آتش سوزی پایین می باشد بدین صورت که با گرم شدن مقاومت خود را از دست می دهد در صورتی که اسکلت بتنی مقاومت به مراتب بیشتری در برابر آتش از خود نشان می دهد. البته لازم به ذکر است با ایجاد تمهیداتی در سازه فلزی که بعضاً هزینه بر نیز می باشند می توان مقاومت آن در برابر آتش را افزایش داد بنابراین مقاومت بیشتر اسکلت بتنی در آتش سوزی به عنوان یک مزیت قلمداد می گردد.
سهولت در اجرا
مطلب مهم در انتخاب سیستم سازه باربر فلزی و یا بتنی امکانات اجرای سازه در زمان ساخت است. اسکلت فلزی به علت حساسیت در عملیات برش کاری، جوش کاری و حمل و نصب، تخصص و دقت بیشتری را نسبت به اجرای اسکلت بتنی می طلبد. بنابراین باید پذیرفت که اجرای سازه بتنی نسبت به سازه فلزی نیاز به تخصص و مهارت و نظارت و کنترل کمتری دارد و با توجه به وضع موجود کشور ما این یک مزیت برای سازه بتنی محسوب می شود.
هزینه ساخت
فولاد استفاده شده در ساخت یک سازه فولادی دارای یک مقاومت مشخص در صورت طراحی صحیح، نسبت به مقدار فولاد استفاده شده در سازه بتنی دارای همان مقدار مقاومت، معمولاً در حدود 30 درصد بیشتر می باشد. از این رو هزینه اجرای اسکلت فلزی بالاتر می باشد. بنابراین کارفرمایانی که به دنبال کاهش هزینه در ساخت هستند بتنی گزینه مناسب تری می باشد.
زمان اجرا
سازه های فلزی به دلیل اجرای همزمان طبقات از سرعت پیشرفت بیشتری نسبت به سازه های بتنی برخوردار می باشند. همچنین در صورت ساخت اسکلت فلزی در کارخانه مدت زمان اجرا به صورت بیشتری نیز کاهش می یابد. اما در اسکلت بتنی با توجه به اجرای هر طبقه بعد از طبقه زیرین و همچنین رعایت زمان گیرش اولیه بتن سرعت پیشرفت به مراتب کمتر می باشد. همچنین سرعت بالا در اجرای سازه فلزی باعت کاهش هزینه های بالاسری و زمان بهره برداری پروژه می گردد.
تأمین هزینه ساخت
برای آن دسته از کارفرمایانی که مایل اند هزینه پروژه را به صورت خردتر و با توجه به پیشرفت پروژه پرداخت کنند اسکلت بتنی گزینه مناسب تری خواهد بود. اما با توجه به اینکه عمده هزینه اجرای سازه فلزی هزینه خرید آهن خام مورد نیاز است مقدار بیشتری نقدینگی باید در شروع پروژه هزینه گردد. همچنین با توجه به این که در کشور ما پرداخت وام مسکن پس از تکمیل سقف طبقات پرداخت می گردد در سازه های بتنی می توان پس از اتمام هر سقف نسبت به دریافت وام اقدام و به پروژه تزریق نمود که این یک مزیت برای اسکلت بتنی محسوب می شود.
معرفی انواع سقف ها
1- سیستم طاق ضربی:
هر چند که این نوع سقف منسوخ شده است و دیگر مورد تأیید ضوابط و آیین نامه ها نیست اما به دلیل اینکه هنوز ساختمان های زیادی وجود دارند که سقف های ضربی دارند، مهندسین و سایر افراد شاغل در صنعت ساختمان می بایست با این نوع سقف آشنایی داشته باشند و نقاط ضعف و قوت آن را بشناسند.
به دلیل وزن بالا و عملکرد بسیار ضعیف در هنگام زلزله، سقف قابل اعتمادی نیست.
2- سقف تیرچه بلوک سفالی و سیمانی و فوم – تیرچه پاشنه بتنی – تیرچه فندوله سفالی سنتی – تیرچه بتنی سنتی:
سقف تیرچه و بلوک جزء دال های یک طرفه به حساب می آید که در این نوع سقف از بلوک های سفالی و یا فوم های پلی استایرن برای پر کردن سقف در بین تیرچه ها استفاده می کنند.
تیرچه های فندوله سفالی سنتی نیز مانند تیرچه های بتنی سنتی، ساختاری مشابه دارند. یعنی متشکل شده از یک آرماتور فوقانی، دو یا سه آرماتور در پاشنه تحتانی تیرچه و میلگردهای عرضی زیگزاگ با این تفاوت که به جای قرار گرفتن در قالب موقت، در بلوک های فندوله سفالی قرار گرفته سپس بتن درون این قالب ها ریخته می شود.
وزن بسیار بالای بار مرده سقف و همچنین محدودیت دهانه از معایب اصلی این نوع سقف ها می باشد.
3- سقف تام:
در حقیقت ترکیب تیرچه بلوک و کرومیت می باشد که بال تحتانی آن از تسمه و بال فوقانی و میانی آن از میلگرد استفاده می گردد.
نقطه ضعف عمده این سیستم بال فوقانی می باشد که با پایین بودن شعاع ژیراسیون میگلرد فوقانی تیرچه در مقابل نیروی فشاری ناشی از بتن ریزی دچار کمانش جانبی گردیده که خود باعث عدم پایداری آن می گردد. این عملکرد در سقف های پیشین قابل رؤیت بوده است. تیرچه نوین تام در حقیقت بهینه سازی شده تیرچه های کرومیتی و بتنی می باشد این تیرچه به عنوان تیرچه نوین فولادی با جان باز مطرح بوده و جهت ساخت سقف های سازه ای در ساختمان اسکلت بتنی، فلزی، بنایی، و ICF مورد استفاده قرار می گیرد بال تحتانی تیرچه از جنس تسمه به عنوان عضو کششی عمل نموده و بال فوقانی و جان تیرچه ها از میلگرد همراه با بتن به عنوان مقطع مرکب یکپارچه T شکل عمل می کنند. در فضای خالی بین تیرچه ها از بلوک های سبک یونولیتی استاندارد و یا قالب های فلزی موقت استفاده می شود.
روش اجرا: اجرای این تیرچه همانند تیرچه پاشنه بتنی نیاز به قرار دادن شمع در زیر تیرچه ها می باشد اما فاصله این تیرچه ها از یکدیگر تا 83 سانتی متر قابل قبول بوده و امکان اجرای تیرچه های با ارتفاع 20 و 25 سانتی متر وجود دارد. سایر نکات اجرایی تیرچه نوین تام همانند سایر تیرچه های معمول بازار می باشد.
4- سقف گرین وافل و سقف وافل
سقف گرین وافل:
در حقیقت همان سقف های تیرچه بلوک می باشد که به جای یونولیت از قالب های موقت (وافل) استفاده می شود.
این قالب ها بعد از چند بار استفاده کارایی خود را از دست داده و مجدداً در سقف های دیگر باید خریداری نمود.
سقف وافل: سقف مشبک قابلمه ای و یا همان سقف های وافل نوع دیگری از سقف ها هستند که مانند دال دو طرفه عمل می کند که دارای هزینه اجرا در حدود 15 تا 20 درصد ارزان تر از سیستم کوبیاکس ویوبوت می باشد همچنین در اجرای آن نیازی به میلگردهای تقویتی و اتصال آن ها به تیرها نمی باشد. بنابراین از زمان اجرای کمتری نیز برخوردار است، به هنگام اجرا برای کاهش بار مرده در زیر سقف قالب هایی قرار می دهند تا در آن حفره هایی ایجاد گردد البته ممکن است در انتهای ستون ها و در بعضی موارد در انتها و در امتداد تیرها، حفره ها پر گردند.
ضخامت سقف وافل بسته به نوع سازه از 30 سانتی متر تا 50 سانتی متر متغییر است 28 روز پس از بتن ریزی روی سقف هنگامی که بتن به مقاومت نهایی خود رسید قالب ها باز می گردند. در نهایت مقطع دال به صورت شکل T در می آید که عملکرد بهتری نسبت به مقطع مستطیل سقف های دال تخت خواهد داشت.
5- سقف کامپوزیت:
سقف های کامپوزیت سقف هایی هستند که ترکیبی از فولاد و بتن می باشد و برای اینکه یکپارچگی این سقف رعایت شوند از برشگیر (نبشی- گل میخ) استفاده می شود که این نبشی با بتن درگیری ایجاد کرده و یکپارچگی بین تیر ودال بتنی درست می کند. قالب بندی این سقف ها معمولاً از تخته کوبی و یا قالب های موقت استفاده می شود.
از مشکلات عمده این نوع سیستم ها در درجه ی اول وجود لرزش در سقف و عدم وجود فضای کافی جهت عبور تأسیسات در فضای زیر سقف و همچنین وجود محدودیت در اجرای دهانه های بلند و عدم سازگاری در اسلکت بتنی می باشد.
بر اساس مبحث دهم دو نوع از سقف های مرکب نام برده می شود.
الف- سقف شامل تیرهای فرعی، برشگیر از نوع ناودانی، شبکه میلگردهای حرارتی و دال بتنی (سقف مرکب یا کامپوزیت)
ب- سقف شامل تیرهای فرعی، ورق های فولادی شکل داده شده، برشگیر از نوع گل میخ، شبکه میلگردهای حرارتی و دال بتنی (عرشه فلزی یا Metal deck)
نکته: نقش برشگیر برای طول تیرهای فرعی برای اتصال و یکپارچگی تیرها و دال بتنی استفاده می شود. برای سقف های عرشه فلزی برش گیر از نوع گل میخ است و ورق های پوششی را به تیرهای فرعی متصل می کند.
6- سقف نیازیت کامپوزیت:
سیستم عملکرد نیازیت کامپوزتی همانند سایر کامپوزیت ها می باشد بدین ترتیب که به جای تیرهای فرعی از تیرچه های نیازیت استفاده شده که به ازای هر 2.5 متر طول تیرچه توسط قطعه مهاری به یکدیگر متصل می شوند و از قالب بندی های موقت برای استفاده از بتن ریزی استفاده می شود.
از ویژگی های این سقف نسبت به کامپوزیت علاوه بر سبکی تیرچه های نیازیت نسبت به تیرهای فرعی در کامپوزیت، اقتصادی تر بودن، عدم لرزش در سقف نیازیت کامپوزیت و نیز قابل اجرا بودن در سازه های بتنی و قابلیت اجرا در دهانه های بلند تا 16 متر از ویژگی های فنی و بارز این نوع از تیرچه ها می باشد.
7- سقف روفیکس:
این سقف در واقع همان سقف کامپوزیت است که به جای تخته یا ورق (که بعنوان قالب استفاده می شوند) از یک صفحه فلزی مشبک با نام روفیکس بعنوان قالب ماندگار استفاده می شود. اجزای تشکیل دهنده این نوع سقف شامل روفیکس، آرماتور و بتن می باشد.
دو نکته بسیار مهم باید در مورد بتن ریزی سقف روفیکس مدنظر قرار داد این است که اولاً نسبت آب به سیمان بتن به هیچ وجه نباید بالا باشد یا به عبارت دیگر بتن نباید شل باشد، ثانیاً از تجمع بتن در یک نقطه جداً خودداری نمود چون ممکن است در اثر بار زیاد، روفیکس شکم داده و یا پاره شود.
8- سقف تیر- دال:
این سقف شبیه به سقف کامپوزیت است با این تفاوت که تیرهای فرعی آن بتنی هستند. سقف تیر و دال در اسکلت بتنی بصورت درجا اجرا می شود. به سقف تیر و دال پیش ساخته در اصطلاح «دبل تی» گفته می شود چون مقطع آن شبیه به دو حرف انگلیسی T در کنار هم است.
در این نوع سقف ها وزن بار مرده بسیار زیاد می باشد و با توجه به تأثیرات بار مرده مؤثر در زلزله مهندسین محاسب ترجیح می دهند کمتر از این نوع سقف استفاده کنند.
9- سقف عرشه فولادی- عرشه فلزی:
این نوع سقف در سال های اخیر رواج زیادی در ساختمان سازی پیدا کرده است. دلیل اصلی این استقبال خوب سازندگان و پیمانکاران ساختمانی، سرعت بالای اجرای آن است. اجزای تشکیل دهنده سقف عرشه فولادی شامل تیرهای فرعی، ورق گالوانیزه ذوزنقه ای، گلمیخ (که اتصال ورق ها به سازه بوسیله دستگاه میخکوب انجام می شود)، بتن و آرماتور می باشد.
از مشکلات عمده این نوع سیستم ها وجود لرزش در سقف و نیز هزینه بالای ورق های گالوانیزه می باشد.
10- عرشه نیازیت:
سیستم عمکلرد عرشه نیازیت همانند عرشه فولادی می باشد بدین ترتیب که به جای تیرهای فرعی از تیرچه های نیازیت استفاده شده که گلمیخ ها بخشی از جان تیرچه می باشد و مستقیماً ورق گالوانیزه روی آن قرار می گیرد. در زیر تیرچه به ازای هر 2.5 متر طول تیرچه توسط قطعه مهاری به یکدیگر متصل می شوند.
از ویژگی های این سقف نسبت به عرشه فلزی علاوه بر سبکی عرشه نیازیت، اقتصادی بودن و کاهش ضخامت ورق مصرفی (ورق 0.3 میلیمتر)، عدم لرزش در عرشه نیازیت و نیز قابل اجرا بودن در سازه های بتنی و نامحدود بودن دهانه اجرایی از ویژگی های فنی و بارز این نوع از عرشه ها می باشد.
11- سقف دال بتنی:
اجزای تشکیل دهنده این سقف آرماتور و بتن است. بدین ترتیب که با قالب بندی کل سطح سقف یک عرشه موقت ایجاد می کنند و سپس آرماتوربندی کرده و بتن ریزی می کنند و قالب ها می بایست تا گیرش حداقل بتن در جای خود باقی بمانند و به هیچ وجه نباید زودتر از موعد باز شوند.
این نوع سقف بدلیل وزن بالای آن و سرعت اجرای پایین و همچنین هزینه ی بیشتری که دارد کمتر مورد استفاده قرار می گیرد.
12- سقف کوبیاکس – یوبوت:
سیستم عملکرد سقف کوبیاکس همانند دال می باشد. بدین ترتیب که در ضخامت دال، گوی های توخالی را بصورت منظم قرار می دهند که این گوی ها در فضای بین شبکه آرماتور بالا و پایین قرار می گیرند. جنس این گوی ها پلی اتیلن بازیافتی یا پلی پروتیین می باشد.
سقف کوبیاکس به دلیل هزینه بالا و زمان بر بودن و وزن بالای آن تاکنون نتوانسته جایگاه مناسبی در بین سقف های سازه ای در صنعت ساختمان ایران پیدا کند.
13- سقف پیش تنیده (اشپنیت):
در سقف پیش تنیده با استفاده از کابل و چگونگی قرارگیری آن در دال بتنی سقف، یک نیروی فشاری اولیه قبل از بهره برداری از سازه در ناحیه کششی دال بتنی ایجاد می کنند تا پس از بهره برداری از سازه این ناحیه کششی دچار ترک خوردگی نشود و در نتیجه از حداکثر ظرفیت باربری بتن استفاده شود و به تبع آن ابعاد و اندازه ها کاهش یابد. (مثلاً آویز تیرها حذف شود) از این توضیحات می توان فهمید که روش پیش تنیدگی مورد استفاده برای این سقف روش پیش کشیدگی است.
اجرای این سقف منوط به داشتن ابزار و ادوات و دانش فنی لازم است و اجرای آن به سادگی امکان پذیر نیست.
14- سقف تیرچه کرمیت- تیرچه فلزی:
سیستم سقف کُرمیت از تیرچه های فولادی با جان باز در ترکیب با بتن (مدفون شدن تیرچه در داخل بتن) استفاده می شود. در ساخت تیرچه های مذکور از یک تسمه، در بال تحتانی و نیز یک میلگرد خم شده به عنوان زیگزاگ در جان استفاده می شود. برای پر کردن فضای خالی بین تیرچه ها از قالب هایی مانند بلوک های سیمانی، پلی استایرن و غیره استفاده می شود.
از مشکلات عمده این نوع سیستم ها عدم وجود اتکای جانبی کافی و محدودیت در اجرای دهانه ها و استفاده از تیرچه های دوبل در دهانه های بالا می باشد که خود باعث افزایش بار مرده سقف و افزایش هزینه های مصرفی می شود.
15- سقف نیازیت:
تیرچه های نیازیت کاملاً فلزی می باشد و دارای یک سپری در بال فوقانی تیرچه، تسمه فلزی در بال تحتانی و به جای استفاده از میلگرد به شکل زیگزاگ از آرماتورهایی جداگانه به صورت خرپا استفاده می گردد. تیرچه نیازیت نیز مانند تیرچه کرومیت خود ایستا بوده و نیازی به نصب جک و شمع بندی در زیر سقف نمی باشد. تفاوت تیرچه نیازیت با تیرچه های دیگر عدم نیاز به بتن در جان تیرچه می باشد، بطوریکه بلوک ها کاملاً به آرماتورهای خرپای تیرچه چسبیده و بتن فقط روی سقف و اطراف بال فوقانی تیرچه را پوشش می دهد و بدلیل شکل خرپایی خاص و نحوه اتصالات آن در دهانه های بلند با وزن کمتر پایداری بیشتری از خود نشان می دهد.
اخیراً روی بعضی از سیستم های سقفی که شبیه تیرآهن با ضخامت جان کمتر و افزایش ارتفاع آن بوده و تحقیقاتی صورت گرفته است که بدلیل ضریب لاغری جان در مقابل بارگذاری نسبت به سیستم خرپاها از عملکرد بسیار ضعیفی برخوردار می باشد.
توضیحات تکمیلی سقف های یوبوت، کوبیاکس، وافل و تیرچه بلوک سقف یوبوت
یوبوت محصول پلیمری با پایه ی پروپلین است که با هدف سبک سازی دال ها در سقف و پی های گسترده بتنی طراحی شده است، دال یوبوت از نوع دال های مجوف متشکل از تیرچه های عمود بر هم است و بار را به صورت دو طرفه منتقل می کند، این محصول با عرض 52 سانتی متر و در ارتفاع های 16، 20 و 24 سانتی متر در ایران تولید می شود.
سقف یوبوت با داشتن دو بال بالا و پایین و جان های متعامد سقفی با صلبیت بسیار بالا فراهم می آورد که علاوه بر مزیت در بار زلزله امکان ارتعاش را نیز به سقف نمی دهد. این امر اجازه می دهد که دهانه های بلند حتی را با این سازه پوشش داد در حالی که برای استفاده از تیرچه بلوک در دهانه ی بیش از 7.5 متر و یا بارهای مانند پارکینگ نیاز به تیرچه دوبل و افزایش هزینه های اجرایی می باشد.
دال های یوبوت جزو سیستم های دو طرفه مشبک با قالب های ماندگار دسته بندی می شود، نوارهای باربر طراحی شده در دال های مشبک یوبوت در حقیقت تیرهای l شکل متعامدی هستند که به جهت سختی بالای خود و سبکی دال قادر به باربری در دهانه های بلند و کنترل مناسب خیز در این دهانه های می باشند.
بلوک های یوبوت به 4 نوع بلوک تک و دوبل و اصلاح شده و پلی استایرن دسته بندی می شود.
بلوک های تک در مواردی که امکان بتن ریزی با پمپ هوایی و در دو مرحله باشد استفاده می شوند در این حالت تدابیر لازم برای جلوگیری از ایجاد درز سرد بین دو لایه بتن ریزی باید اندیشیده شود بلوک های دوبل به عنوان استانداردترین نوع بلوک در همه شرایط قابل استفاده هستند یوبوت های اصلاح شده به دلیل ابعاد غیر استاندارد و وزن زیاد سقف به هیچ وجه توصیه نمی گردد بلوک های پلی استایرن به دلیل عدم وجود بست های جانبی و همچنین تولید گازهای سمی در مبحث پنجم مقررات ملی ساختمان توصیه نگردیده است.
در سازه یوبوت ضخامت سقف بسیار کم است (در دهانه 12 متر تنها 35 سانتی متر) ولی چنانچه از سقف تیرچه بلوک استفاده شود تیرهای آویزدار با حداقل ارتفاع 70 سانتی متر بدست خواهد آمد.
توجه: یوبوت دارای سایزبندی مختلفی از 13 تا 56 سانتی متر است در ایران استفاده از سقف یوبوت برای ساختمان هایی با اسکلت بتن مسلح مجاز است.
سقف کوبیاکس:
این نوع سقف از لحاظ سازه ای شبیه دال دو طرفه است که البته تفاوت هایی با آن دارد بدین ترتیب که در ضخامت دال گوهای توخالی سبکی را به صورت منظم در فضای بین شبکه آرماتور بالا و پایین قرار می دهند تا در واقع از معرف بتن برای پر کردن آن قسمت جلوگیری کنند. برای اینکه گوی ها با یک نظم و ترتیب مشخص و به صورت ردیفی در کنار یکدیگر قرار گیرند آن ها را در یک قفس فلزی به صورت خرپایی ساخته می شوند قرار می دهند سپس آن را بین شبکه های آرماتور بالایی و پایینی قرار می دهند.
کاری که این گوی های توخالی سبک انجام می دهند شبیه به کاری است که بلوک های پرکننده فوم در سقف تیرچه بلوک انجام می دهند، یعنی از پر شدن بتن در فضایی که بتن نیاز نیست جلوگیری می کنند.
دال های کوبیاکس با استفاده از دو نوع گوی طراحی می شود، نوع اول آن را گوی تخت می نامند که ارتفاعی بین 10 تا 22 سانتی متر دارد استفاده از این قطعات در نهایت منجر به دال با ضخامت 20 تا 30 سانتی متر می شوند با توجه به این گوی ها ضخامت کمتری دارند و در دال های با ضخامت کمتر قابل استفاده هستند امروزه بیشتر مورد استفاده قرار می گیرند نوع دوم که گوی کروی نام دارد ارتفاعی بین 25 تا 45 سانتی متر داشته و در دال های با ضخامت 37 تا 60 سانتی متر استفاده می شوند فاصله بین گوی ها 2 سانتی متر بوده وکیج ماژول های کوبیاکس به صورت شاخه ای و در طول های حدود 2.5 سانتی متر با تعداد حدود 7 گوی در شاخه به صورت آماده به محل پروژه ارسال می شوند، بنابراین پیمانکار سقف هیچ زمانی را جهت آماده سازی مصالح کوبیاکس در محل پروژه صرف نمی کند.
آرماتور بندی یوبوت و کوبیاکس
یوبوت:
از آنجایی که عملکرد سقف یوبوت مشابه تیرچه های متعامد است جایگذاری آرماتورهای شبکه بالا و پایین باید به گونه ای باشد که در بین هر دو قالب یوبوت یک میلگرد و از روی آن ها یک یا دو میلگرد بسته به ابعاد قرار می گیرند بدین منظور توصیه می شود در یوبوت های با ابعاد بزرگ ابتدا فاصله میلگردهایی که در میان یوبوت ها قرار می گیرند از نقشه ها استخراج شده و مطابق آن روی سقف چیده شوند پس در بین این میلگردها یک یا چند میلگرد دیگر مطابق نقشه ها با فاصله یکسان اضافه شود، به همین جهت به آرماتوربندی و شابلون گذاری با دقت بالا نیاز است.
کوبیاکس:
آرماتوربندی این سقف در دو لایه عمود بر هم اجرا می شود معمولاً آرماتورهای فرعی کوبیاکس قطری کمتر از آرماتورهای تحتانی دارند و فواصل آن ها نیز افزایش می یابد جایگذاری آرماتورهای شبکه بالا و پایین سقف کوبیاکس هیچ ارتباطی با چگونگی محل قرارگیری کیج ها ندارند و الزاماتی مبنی بر این موضوع وجود ندارد آرماتوربندی از کناره های کار بر اساس فاصله تعیین شده در نقشه ها و فاصله از المان های سازه ای انجام می گیرد تنها باید دقت شود در راستای کیج ها با اولین لایه آرماتورهای تحتانی هم راستا باشند به عبارتی عمود بر لایه ی دوم تحتانی، در هنگام آرماتور بندی نیاز به اجرای هیچ نوع آرماتور خاصی در اطراف کیج ماژول ها نیست.
بتن ریزی سقف های یوبوت و کوبیاکس:
در هر دو نوع سقف هنگام بتن ریزی بهتر است ابتدا یک لایه حدود 10 سانتی متر ریخته و ویبره زده شود و سپس روی آن در بتن ریزی ثانویه پر شود البته باید توجه داشت به هیچ وجه لایه اول به گیرش اولیه نرسد و درز افقی سرد ایجاد نشود در هر دو این روش ها سقف نیاز به ویبره بیشتر در مقایسه با سقف های معمولی و سنتی دارد.
بتن ریزی یوبوت: در سقف های یوبوت روانی بتن (اسلامپ) به حدی بوده تا بتن به راحتی در زیر قالب ها حرکت کند و فضای زیر را پر نماید در این سقف الزامی است ما بین تمام حجم های یوبوت به دلیل فرم مکعبی در هر جهت عمل ویبره انجام شود از مشکلات عمده یوبوت های از جنس فوم می توان خرد شدن و افزایش مصرف بتن در سقف را نام برد اکیداً توصیه می شود در سقف های یوبوت جهت افزایش اسلامپ بتن از فوق روان کننده ی مجازی استفاده شود استفاده از روان کننده ها علاوه بر تحمیل هزینه های اقتصادی ممکن است موجب بالا رفتن بیشتر احجام هنگام بتن ریزی شود و در صورتی که زمان بین هر دو مرحله بتن ریزی مقدار طولانی شود موجب گیرش سریع تر بتن و ایجاد درز سرد شود.
بتن ریزی کوبیاکس:
بتن مورد استفاده در سقف کوبیاکس بتن معمولی است بتن ریزی مشابه سقف یوبوت در دو مرحله متوالی استفاده از روان کننده ها در سقف کوبیاکس به هیچ عنوان امری الزامی نیست فرم کروی شکل گوی های کوبیاکس باعث سهولت بتن ریزی و کاهش میزان ویبره لازم در این روش می شود و الزامی نیست تمام گوی ها در هر جهت عمل ویبره انجام شود.
قالب بندی و قالب برداری: (یوبوت و کوبیاکس)
به طور کلی قالب بندی هر دو نوع این سقف های یوبوت و کوبیاکس مشابه دال های بتنی معمولی است ضوابط مربوط به قالب بندی و قالب برداری مبحث نهم مقررات ملی ساختمان در مورد آن ها باید رعایت شود در اجرای قالب بندی سقف می توان از تخته قالب بندی (نراد) یا تخته پلای وود (سه لایه) و قالب فلزی برای کفراژ بندی و از جک سه متری و پنج متری، اسکافلدو انواع داربست یا دارای بست امگا و چکشی استفاده نمود.
زمان باز کردن قالب ها بستگی به طول دهانه، دمای هوا، عیار و افزودنی های بتن داشته و از 7 روز الی 14 روز متغیر است. پس از گذشت این زمان تعدادی چارپایه و جک نگهبان با نظر دستگاه نظارت تا 28 روز باید زیر سقف بماند تا سقف دچار ترک خوردگی و خیز ناگهانی بدلیل عدم استقامت بتن و بستن چهارپایه و جک های سقف بالا روی سقف فعلی نشود.
سقف وافل:
ایده دو طرفه سقف وافل با کاربرد از قالب های غیر ماندگار اوایل قرن بیستم مطرح شد سپس تحقیقات مختلفی روی آن انجام پذیرفت و در نهایت این ایده شیک در آمریکا مورد استفاده زیادی قرار گرفت در سال 1920 به علت کارایی مناسب در سقف های با دهانه های بزرگ کاربرد آن به سرعت گسترش پیدا کرد این سقف های مشبک که به صورت قابلمه ای هستند به منظور پوشاندن این بخش های عمده ای از سقف که بار کمتری به آن اعمال می شود اجرا می گردد.
این سقف که مانند دال دو طرفه عمل می کند هزینه اجرای نسبتاً بیشتری در مقایسه با اجرای دیگر سقف ها می باشد اما در این نوع سقف نیازی به میلگردهای تقویتی و اتصال آن ها به تیرها نمی باشد بنابراین می تواند از زمان اجرای کمتری نیز برخوردار باشد.
سیستم قالب بندی این نوع دال قابلمه ایست و این سقف دارای وزن کمتری نسبت به بقیه دال های می باشد این نوع دال برای پوشاندن دهانه های وسیع مناسب است و چون دو طرفه می باشد در هر چهار طرف خود دارای تکیه گاه می باشد.
در این نوع اجرا برای کاهش بار مرده سقف در آن حفره هایی ایجاد می گردد اما در انتهای ستون ها و در بعضی موارد در انتها و در امتداد تیرها نیز تو پر می گردد.
از آن جا که این سقف دال دو طرف می باشد در دو سو باربری ایجاد می گردد برای اجرا زیر سقف در قسمت حفره های مربعی قالب هایی قرار می گیرند و پس از بتن ریزی روی سقف و بعد از 28 روز که بتن به مقاومت نهایی خود رسید قالب ها باز می گردند.
عمده ترین مزایای سقف وافل:
1- حذف انواع تیرچه بلوک های پیش ساخته با جایگزینی سیستم سقف وافل
2- حذف هزینه و آلودگی و مراحل ساخت تیرچه پیش ساخته، انبارداری و حمل و نقل بسیار راحت در انتقال به طبقات.
3- نیاز نداشتن به جابجا کردن خاموت و نتیجه شکستن بتن سر تیرچه همچنین راحتی در میلگرد گذاری سقف
4- نصب ورق برای ساپورت از تأسیسات در کف تیرچه، قبل از بتن ریزی
5- حذف تیرچه دوبل به دلیل تیرچه درجا عدم محدودیت در کاربرد و سایزهای مختلف میلگرد در تیرچه
6- به دلیل سبک بودن قالب سقف وافل و مدولار بودن آن سفت کاری ساده و کم هزینه و همچنین اجرای سریع تر با کیفیت بالاتر نسبت به سایر سقف ها
7- استفاده از سازه های سقف به عنوان سقف نمایان (اکسپوز) و حذف نازک کاری در مشاعات و پارکینگ
8- ایمنی در اجرا، حریق و زلزله
9- رد شدن تأسیسات و برق کشی از داخل سقف و به دنبال آن کاهش هزینه کف سازی و بار مرده سقف همچنین افزایش فضای مفید
10- اجرای اقتصادی برای دهانه های بزرگ
11- ممان اینرسی و صلبیت بالا به دلیل بتن ریزی یکپارچه سقف که نتیجه آن کاهش قابل توجه لرزش سقف خواهد بود.
مزایای کوبیاکس:
1- برای اجرای آن نیاز به نیروی متخصص نیست.
2- وزن دال به تبع وزن کلی ساختمان کاهش پیدا می کند.
3- سقف کوبیاکس برای ساختمان هایی که روی خاک های ضعیف بنا می شوند بسیار ایده آل است.
4- تعداد ستون ها را تا 45 درصد کاهش می دهد.
5- برای دهانه های با قطر بالا هم قابل اجرا است.
6- بسیار راحت و آسان نصب می شود.
7- به دلیل بهینه سازی ضخامت سقف ارتفاع کلی ساختمان را کم می کند.
8- هزینه اجرای تأسیسات ساختمان را کاهش می دهد.
9- می توان کنسولی به طول 7 متر با این روش اجرا کرد.
10- می توان تجهیزات گرمایشی و سرمایشی را در کف قرار داد و مانند سیستم گرمایش از کف عمل می کند.
11- در بتن درجا و بتن پیش ساخته هم می توان اجرا کرد.
12- به علت کاهش وزن ساختمان در برابر زلزله می تواند مقاوم تر باشد.
معایب سقف کوبیاکس:
2 عیب عمده
1- اول اینکه برای پروژه های کوچک چندان مقرون به صرفه نیست، بنابراین مالکین منفرد ساختمان ها نمی تواند از مزیت های بسیار این نوع سقف بهرمند شوند.
2- با توجه به اینکه تکنولوژی سقف کوبیاکس زاییده خلاقیت مهندسان آلمان و سویسی است و از مناطقی می آید که به طور عمده در آن ها خطر زلزله تهدید عمده ای به حساب نمی آید و همچنین در کشورهای زلزله خیز مثل ژاپن و آمریکا به طور گسترده اجرا نمی شود هنوز میزان مقاومت این سقف ها در برابر زلزله کاملاً روشن نیست همچنین در هیچ یک از آیین نامه های مربوط به زلزله استاندارد مشخصی برای آن تعریف نشده است.
3- ارتفاع سقف 40 تا 70 سانتی متر (برای دهانه 14 متر، ضخامت سقف 70 سانتی متر شده و ارتفاع تمام شده ساختمان زیاد می شود.)
مزایای یوبوت:
سیستم دال مجوف یوبوت با حذف تیرهای آویز و نیز کتیبه های بیرون زده از زیر سقف علاوه بر کاهش کلی ساختمان و مصالح آن نیاز سقف کاذب را در ساختمان مرتفع می سازد.
مزایای فنی:
1- مقاومت در برابر آتش: سیستم دال مجوف یوبوت به دلیل فضای خالی حفره ای در میان دال، انتقال حرارت از طبقه ای به طبقه دیگر را کاهش می دهد که این امر در آتش سوزی و کنترل انتقال آن در طبقات بسیار مؤثر است این امر موجب دریافت گواهی نامه بر اساس استاندارد اروپا شده است.
2- افزایش پارکینگ: یکی از عمده مشکلات در طرح معماری، تأمین پارکینگ های مورد نیاز هر ساختمان می باشد، سیستم دال مجوف یوبوت با حذف ستون های میانی علاوه بر تأمین پارکینگ بیشتر، امکان حرکت و گردش راحت تر ماشین ها در پارکینگ را فراهم می کند.
3- حذف آویز تیرها: این امر ارتفاع بیشتر داخلی را برای معمار فراهم می کند در ضمن به دلیل کاهش ضخامت سقف می توان طبقات را با پله های کوتاه تر و کمتر اجرا نمود و این امر باعث ابعاد باکس پله و افزایش فضای مفید داخلی می گردد.
معایب یوبوت:
1- در هنگام بتن ریزی سقف یوبوت ممکن است بتن به زیر قالب ها نرسد و اصطلاحاً موجب کرمو شدن سطح زیر دال ها گردد.
2- کارگران هنگام اجرای سقف یوبوت باید بسیار مراقب باشند زیرا قالب های این سقف بسیار حساس بوده و به سادگی تغییر شکل می دهند یا می شکنند این حساسیت قالب ها موجب می شود که نگه داری آن ها در کارگاه نیز در شرایط خاص سخت باشد.
3- گاهی در هنگام بتن ریزی بتن به داخل قالب های یوبوت نفوذ می کند و موجب بالا رفتن بار مرده سقف می شود.
4- طول عمر قالب های سقف یوبوت بسیار پایین است به طوری که قالب هایی که 4 ماه از زمان ساختن آن می گذرد دیگر قابل استفاده نیستند.
5- نیاز به فوق روان کننده ها
6- ترک های زیاد در زیر سقف
7- عدم وجود کاور مناسب برای ارماتور
8- عدم امکان پوشش بهینه دهانه با قالب ها به دلیل حرکت بتن به زیر بلوک ها
9- به دلیل دو تکه بودن بلوک یوبوت امکان نشت شیرابه به درون بلوک وجود داشته که باعث افزایش وزن و از دست دادن آب بتن و ناکارآمد بودن بتن مورد استفاده خواهد شد.
مقایسه سقف آماج دک با سقف دال مجوف با بلوک های ماندگار کاملاً مدفون در بتن (معروف به یوبوت، بابل دک، کوبیاکس و کریج و …)
سیستم دال مجوف آماج دک همانند سقف دال مجوف با بلوک های ماندگار کاملاً مدفون در بتن می تواند دهانه های بلند تا 20 متر را پوشش دهد ولی تفاوت های این دو سیستم از لحاظ وزن می توان گفت که بیش از 210 کیلوگرم نسبت به یوبوت و بلوک های ماندگار مکعبی و 230 کیلوگرم نسبت به پرکننده های کروی شکل سبک تر می باشد این اختلاف وزن باعث کاهش شدید مصرف میلگرد و بتن می گردد وزن زیاد سقف ها با بلوک های ماندگار قبلی ریسک اجرا را به شدت بالا می برد و اشتباهات پیمانکاران خسارت های جبران ناپذیری از جمله خیز مثبت زیاد سقف ها و گاهی ریختن سقف و تلفات جانی و مالی زیادی را به بار آورده است ولی این سیستم با توجه به اینکه وزن سقف به میزان زیادی (بیش از 30 کیلوگرم سبک تر از سقف تیرچه بلوک) ریسک اجرا را به صورت قابل ملاحظه ای پایین آورده است یکی دیگر از مشکلات سقف با بلوک های ماندگار قبلی حرکت بتن به زیر بلوک ها می باشد که مشکلاتی از جمله 1- ملزم به دو مرحله ای ریختن بتن و گاهی تشکیل مقطع سرد
2- نیاز به فوق روان کننده ها که گاهاً مقاومت بتن را کاهش داده و حتی خوردگی میلگرد ایجاد می کنند.
3- کرمو درآمدن زیر سقف ها
4- ترک های زیادی در زیر سقف را به همراه دارد.
5- مایل فرو بردن ویبراتور برای بهتر ویبره شدن بتن زیر بلوک یوبوت که طبق بند 9-7-3-5 مبحث نهم برای عملکرد بهتر ویبراتور قایم داخل بتن فرو برده شود و حذف بتن زیر بلوک آماج دک و بتن ریزی بین بلوک و روی بلوک، دال بر صحت اجرای بتن ریزی طبق بند مذکور می باشد.
سقف های تیرچه بلوک
سقف تیرچه بلوک جزءِ دال های یک طرفه به حساب می آید که در این نوع سقف از بلوک های سفالی و یا فوم های پلی استایرن برای پر کردن سقف در بین تیرچه ها استفاده می کنند.
تیرچه های فندوله سفالی سنتی نیز مانند تیرچه های بتنی سنتی، ساختاری مشابه دارند یعنی متشکل شده از یک آرماتور فوقانی، دو یا سه آرماتور در پاشنه تحتانی تیرچه و میلگردهای زیکزاک با این تفاوت که به جای قرار گرفتن در قالب موقت در بلوک های فندوله سفالی قرار گرفته سپس بتن درون این قالب ها ریخته می شود.
معایب سقف تیرچه بلوک:
1- شکنندگی و پرت مصالح زیاد (بلوک).
2- محدود بودن فاصله بین دو ستون حداکثر 7 متر.
3- ناهموار بودن سطح زیر سقف و نیاز به گچ و خاک زیاد جهت مسطح نمودن.
4- هزینه های حمل زیاد به دلیل سنگین بودن تیرچه که باید از جرثقیل استفاده شود.
5- همگن نبودن پاشنه تیرچه در زمان بتن ریزی.
6- ترک خوردگی زیر سقف.
7- ساختن تیرچه در کارگاه و رعایت نکردن استانداردهای نظام مهندسی
8- داشتن رفتار یک طرفه
9- عدم توزیع بارهای مرده و زنده در دو جهت X و Y
10- مقاومت کم در برابر زلزله
مقایسه سقف آماج با سقف تیرچه بلوک
سقف آماج به میزان 30 کیلوگرم سبک تر از تیرچه بلوک می باشد این سقف با عملکرد دو طرفه خود رفتار به مراتب خیلی بهتر نسبت به تیرچه بلوک دارد علاوه بر آن با داشتن دو بالا و پایین و جان های متعامد سقفی با صلبیت بسیار بالا فراهم می آورد که علاوه بر مزیت در بار زلزله امکان ارتعاش را نیز به سقف نمی دهد این امر اجازه می دهد که دهانه های بلند حتی تا 20 متر را با این سازه پوشش داد در دهانه های بیش از 7.5 متر و یا بارهایی مانند پارکینگ نیاز به حالی که برای استفاده از تیرچه بوک تیرچه دوبل و افزایش هزینه های اجرایی می باشد.
در سازه آماج دک ضخامت سقف بسیار کم می شود به عنوان مثال ضخامت سقف در دهانه 12 متر تنها 35 سانتی متر است ولی چنانچه از سقف تیرچه بلوک استفاده شود تیرهای آویز دار با حداقل ارتفاع 70 سانتی متر بدست خواهد آمد.
سقف آماج در نهایت اجرا سقفی صاف و بدون نیاز به سقف کاذب را فراهم می آورد در صورتی که در سقف تیرچه بلوک به دلیل وجود تیرهای آویزدار نیاز به اجرای سقف کاذب الزامی است.
سرعت اجرا و سهولت اجرایی سقف های آماج دک و تیرچه بلوک مشابه یکدیگر است و تقریباً هر 15 روز می توان یک طبقه از سازه را اجرا نمود.
مقایسه آماج با سقف دال و تیر
دال مجوف دک و سقف دال و تیر، هر دو توانایی اجرای سازه با دهانه بلند را دارا می باشند. در سیستم آماج دک، قالب بندی سقف همانند قالب بندی دال تخت می باشد و غالباً تیرهای داخلی سقف حذف می گردند، در صورتی که در سقف تیر دال به دلیل وجود تیرها و تیرچه های آویز دار علاوه بر افزایش حجم و هزینه قالب بندی، اجرا را نیز با مشکل مواجه کرده و از سرعت اجرا می کاهد در نهایت باید زیر سقف حتماً با سقف کاذب پوشانده شود.
از لحاظ وزنی سقف آماج حتی از دال 15 سانتی متری نیز سبک تر بوده در حالی که ارتفاع ان بیش از نسبت به سقف دال و تیر دارد هزینه اجرای پایین تری را شامل می شود و با در نظر گرفتن هزینه اجرای سقف کاذب، هزینه فضای غیر مفید به دلیل آویز تیرها و نیز هزینه اجرای تأسیسات زیر سقف های دال و تیر در مجموع هزینه سقف آماج بسیار کمتر خواهد شد.
سقف آماج به دلیل داشتن حفره های هوایی میانی در برابر انتقال صدای هوا بردو نیز جلوگیری گسترش آتش، عملکرد بسیار مطلوبی دارد.
مقایسه سقف آماج با سقف تیرچه کرمیت
سقف آماج برخلاف تیرچه کرمیت، مناسب سیستم های سازه ای بتنی است لذا سرعت و نحوه اجرای آن متناسب با همین سیستم است و به نسبت سازه های فلزی سرعت اجرای کمتری دارد ولی به لحاظ برآورد هزینه، اختلاف بسیار زیادی حتی تا 40 % بین سقف کرمیت و سقف آماج می باشد.
سقف آماج با ایجاد تیرچه های شکل متعامدی می تواند با ضخامت کم دهانه های بسیار بلند را پوشش دهد ولی سقف کرمیت برای دهانه های بالاتر از 7.5 متر توصیه نمی شود.
مقایسه سقف آماج دک با سقف پیش تنیده
1- هر دو قابلیت اجرای سازه با دهانه های بلند را دارا هستند.
2- به دلیل داشتن حفره های هوایی داخل سقف، سقف آماج در برابر انتقال صدای هوا برد و نیز گسترش آتش مقاومت خوبی دارد.
3- غالباً در سازه پیش تنیده تیرهای آویز دار و کتیبه بیرون زده مشاهده می شود که نیاز به اجرای سقف کاذب را به همراه دارد و سقف آماج نیاز به سقف کاذب را ندارد.
4- سیستم سازه ای آماج دک مانند دیگر سیستم های بتنی با اکیپ های ساده کارگری امکان اجرا دارد اجرای سقف پیش تنیده نیاز به اکیپ و تجهیزات اجرایی خاصی دارد.
5- به لحاظ اجرایی و تأمین مصالح، سقف آماج دک اقتصادی تر از سقف پیش تنیده می باشد.
6- در سقف پیش تنیده باید با بتن عیار 400 کیلوگرم ساخته شده و تا رسیدن به مقاومت لازم، عملیات اجرای سقف متوقف می گردد.
مقایسه اجمالی
جهت مقایسه سازه آماج دک که یک سیستم دال دو طرفه هست با توجه به محاسنی که دارد و سخن و تفکر تمامی جامعه مهندسین، نمی توان سیستم دال آماج دک را با تیرچه بلوک مقایسه کرد اما از آنجایی که متأسفانه قیمت رکن اصلی در کشور ایران است به این شرح می باشد.
– مقایسه یک پلان مسکونی با دهانه بیشتر از 7.5 متر
مصرف میلگرد فنداسیون، ستون، سقف در سیستم آماج دک و تیرچه بلوک با کمی تلورانس یکسان می باشد اما هزینه تیرچه در تیرچه بلوک باعث بالانس مازاد قیمت بلوک آماج دک و دستمزد اجرای آن می باشد.
